[发明专利]一种晶圆刻蚀设备及晶圆刻蚀方法

说明书

本发明提供一种晶圆刻蚀设备及晶圆刻蚀方法，刻蚀腔体提供包含HBr的刻蚀气体，以对晶圆进行刻蚀；热处理腔体包括加热系统及排气系统，且热处理腔体的工作温度不小于刻蚀腔体的工作温度，晶圆经刻蚀腔体刻蚀后，进入热处理腔体，并通过加热系统及排气系统排除晶圆表面残留的HBr。通过包括加热系统及排气系统的热处理腔体，在晶圆没有降温的前提下，去除晶圆表面残留的HBr，从而减少氢溴酸对半导体设备的腐蚀，使半导体设备的寿命得以延长；减少晶圆表面HBr凝结的产生，提供产品质量。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及一种晶圆刻蚀设备及晶圆刻蚀方法。

背景技术

半导体刻蚀技术通常分为湿法刻蚀(wet etching)和干法刻蚀(dry etching)两类，它是半导体制造工艺、微电子制造工艺以及微纳米级制造工艺中相当重要的步骤。其中，干法刻蚀由于可以使电路图形变得更加精细，因此得到越来越广泛的使用。

在半导体制造领域中，干法刻蚀中常常采用HBr作为主要刻蚀气体，如在对单晶硅进行刻蚀制备浅沟槽绝缘(STI)的过程中或在对多晶硅进行刻蚀制备栅极的过程中。在刻蚀完成后，晶圆表面容易有HBr的残留，而且依据HBr的强酸性的特性，HBr遇冷后，一方面，HBr容易与空气中的水分子结合，形成氢溴酸，而氢溴酸易与半导体设备中的金属发生反应，生成金属溴化物，从而对半导体设备造成腐蚀，缩短半导体设备的使用寿命；另一方面，HBr容易与空气中的水分子结合，在晶圆表面形成HBr凝结，影响产品质量。

为解决晶圆表面残留的HBr的问题，目前，在进行单晶硅或多晶硅的刻蚀设备中，工作人员通常采用接有酸排管的冷却腔体，作为冷却HBr的腔体，在完成刻蚀工艺后，以辅助去除在晶圆表面残留的HBr。但由于冷却腔体的工作条件通常为：含有水分子的大气环境，工作温度为20℃左右。而完成刻蚀的晶圆，在经由中转站(Airlock)中转时，晶圆的温度通常接近70℃，因此，晶圆在进入冷却腔体后，冷却腔体中的水分子在晶圆表面容易产生凝结，因而不利于HBr的有效排出。

因此，有必要提供一种晶圆刻蚀设备及晶圆刻蚀方法，以有效去除晶圆表面残留的HBr，已成为当前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆刻蚀设备及晶圆刻蚀方法，用于解决现有刻蚀工艺中，晶圆表面残留的HBr所造成的半导体设备腐蚀及产品质量低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆刻蚀设备，所述晶圆刻蚀设备包括：

刻蚀腔体，所述刻蚀腔体提供包含HBr的刻蚀气体，以对晶圆进行刻蚀；

热处理腔体，所述热处理腔体包括加热系统及排气系统，且所述热处理腔体的工作温度不小于所述刻蚀腔体的工作温度，所述晶圆经所述刻蚀腔体刻蚀后，进入所述热处理腔体，并通过所述加热系统及排气系统排除所述晶圆表面残留的HBr。

可选的，所述晶圆刻蚀设备还包括冷却腔体。

可选的，所述热处理腔体的工作温度的范围包括65℃～75℃。

可选的，所述热处理腔体与所述刻蚀腔体具有相同的工作温度。

可选的，所述热处理腔体中的气体包括氮气及惰性气体中的一种或组合。

可选的，所述加热系统包括电加热装置及水加热装置中的一种或组合。

可选的，所述加热系统还包括温度程序控制表。

可选的，所述排气系统还包括气控阀。

可选的，所述热处理腔体容纳的所述晶圆的片数的范围包括1～30。

本发明还提供一种晶圆刻蚀方法，包括以下步骤：

提供晶圆；